JPH11186089A - Capacitor and its manufacture - Google Patents

Capacitor and its manufacture

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JPH11186089A
JPH11186089A JP35047797A JP35047797A JPH11186089A JP H11186089 A JPH11186089 A JP H11186089A JP 35047797 A JP35047797 A JP 35047797A JP 35047797 A JP35047797 A JP 35047797A JP H11186089 A JPH11186089 A JP H11186089A
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JP
Japan
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dielectric
thin film
capacitor
surfactant
small
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Application number
JP35047797A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Saito
俊晴 斎藤
Sachiko Maeda
幸子 前田
Motoi Kitano
基 北野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new type of small-sized organic film capacitor which is small in dielectric loss tangent and leakage current and has large capacity, and its manufacture. SOLUTION: A small-size and large-capacity film capacitor small in dielectric loss tangent and leakage current can be made, by forming a good quality polycarbonic acid resin dielectric film 2 on the surface of an etched aluminum foil electrode 1 which is roughened conductor electrode by electrodeposition, using high polymer solution in which an interface activator is added, and then heat-treating it to harden the dielectric film 2, and furthermore, forming a first polypyrrole layer 3 and a second polypyrrole layer 4 which are conductor layers as counter electrodes and a collector layer 5 on the surface of the dielectric layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気機器・電子機器・
音響機器の電子回路などに用いるコンデンサおよびその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a capacitor used for an electronic circuit of an audio device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、機器の小型化・薄型化・軽量化、
および電気機器回路の高密度化・デジタル化に伴い、電
子部品に対する小型化、高性能化、高信頼性化の要望が
ますます高まってきている。そのような情勢の中で、コ
ンデンサも同様に小型で大容量を有し、かつ高周波領域
でのインピーダンスの低いものが強く要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, devices have become smaller, thinner and lighter.
With the increase in the density and digitalization of electric device circuits, there is an increasing demand for miniaturization, higher performance, and higher reliability of electronic components. Under such circumstances, there is a strong demand for a capacitor having a small size, a large capacity, and a low impedance in a high frequency region.

【0003】高周波領域でインピーダンスが低いコンテ
ンサには、有機フィルムを誘電体としたフィルムコンデ
ンサがあるが、誘電体の比誘電率が2〜3と小さいこと
と薄膜化が2μm程度までが限界であることから、高い
静電容量を得るには形状が大きくなったり、価格が高く
なるという問題があった。
As a capacitor having a low impedance in a high frequency region, there is a film capacitor using an organic film as a dielectric, but the dielectric constant of the dielectric is as small as 2 to 3 and the thinning is limited to about 2 μm. Therefore, there is a problem that the shape becomes large and the price becomes high in order to obtain a high capacitance.

【0004】一方、アルミニウムの酸化皮膜を誘電体と
したアルミ電解コンデンサは、小型で大容量を有する
が、高周波領域におけるインピーダンスや誘電特性が前
記のフィルムコンデンサに比べ劣るという欠点がある。
そこで、高周波特性を改善するために、アルミ電解コン
デンサの駆動用電解液部分をそれよりも導電性の高い二
酸化マンガンやポリピロールなどの固体材料に置き換え
たアルミ固体電解コンデンサが開発されている。しか
し、いずれにしてもアルミ電解コンデンサは誘電体の酸
化皮膜に極性があるために、交流回路で使用することは
困難である。
On the other hand, an aluminum electrolytic capacitor using an aluminum oxide film as a dielectric has a small size and a large capacity, but has a drawback that impedance and dielectric characteristics in a high frequency region are inferior to those of the above-mentioned film capacitors.
Therefore, in order to improve high-frequency characteristics, aluminum solid electrolytic capacitors have been developed in which the driving electrolyte portion of the aluminum electrolytic capacitor is replaced with a solid material having higher conductivity, such as manganese dioxide or polypyrrole. However, in any case, it is difficult to use an aluminum electrolytic capacitor in an AC circuit because the dielectric oxide film has polarity.

【0005】さらに、エッチドアルミニウム箔表面上に
アルミニウムの酸化皮膜ではなく、電着法によりポリイ
ミド皮膜を形成させ、さらにその表面上に導電性高分子
を形成させた新しいタイプの小型・大容量フィルムコン
デンサの製造方法も提供されている(例えば、特開平4
−87312号公報参照)。この発明は、誘電体である
ポリイミド皮膜の無極性、低誘電正接という長所を維持
しつつ、静電容量の拡大を図ったものである。
Furthermore, a new type of small-sized and large-capacity film in which a polyimide film is formed on an etched aluminum foil surface by an electrodeposition method instead of an aluminum oxide film, and a conductive polymer is formed on the surface. A method of manufacturing a capacitor is also provided (for example, see
-87312). The present invention is intended to increase the capacitance while maintaining the non-polarity and low dielectric loss tangent of a polyimide film as a dielectric.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記発明
においては、ポリイミド皮膜を形成させる際のポリアミ
ック酸塩溶液の溶媒に、ジメチルホルムアミドやメタノ
ールなどの有機溶剤を用いている。このような有機溶剤
を多量に含む電着液に電圧を印加するのは、安全性に問
題があり、なおかつ有機溶剤の人体への有害性も考慮が
必要である。さらに、水に比べてコストが高いという工
業的大量生産には、不向きである点も多い。
However, in the above invention, an organic solvent such as dimethylformamide or methanol is used as a solvent for the polyamic acid salt solution when forming the polyimide film. Applying a voltage to an electrodeposition solution containing a large amount of such an organic solvent has a problem in safety, and it is necessary to consider the harmfulness of the organic solvent to the human body. Furthermore, it is often unsuitable for industrial mass production, which is more expensive than water.

【0007】そこで、本発明者らは、工業的に使用容易
な水系の電着液を用いて、代表的なポリカルボン酸系樹
脂であるポリアクリル酸樹脂誘電体を粗面化した導電体
電極表面上に形成し、その誘電体層表面上に対極を設け
たコンデンサおよびその製造方法を提案した(特開平9
−115767号公報参照)。
Accordingly, the present inventors have developed a conductive electrode obtained by roughening a polyacrylic acid resin dielectric, which is a typical polycarboxylic acid resin, using an aqueous electrodeposition solution which is industrially easy to use. A capacitor formed on the surface and provided with a counter electrode on the surface of the dielectric layer and a method of manufacturing the same have been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No.
-115767).

【0008】そして、前記発明の方法で、アスペクト比
の大きい孔(孔径:1〜3μm、孔の長さ:30〜50
μm)を多数有するエッチドアルミニウム箔(厚さ:約
100μm)の表面上に、ポリカルボン酸系樹脂を形成
し、コンデンサとしての特性の評価をこれまで種々行っ
てきた。その結果、漏れ電流が大きいという欠点を改善
しなければならないという課題が残されていた。
In the method of the present invention, a hole having a large aspect ratio (pore diameter: 1 to 3 μm, hole length: 30 to 50)
A polycarboxylic acid-based resin is formed on the surface of an etched aluminum foil (thickness: about 100 μm) having a large number of μm), and various evaluations of the characteristics as a capacitor have been made. As a result, there remains a problem that the disadvantage that the leakage current is large must be improved.

【0009】漏れ電流が大きい原因の一つとして、次の
ようなことが考えられる。本発明の電着液に用いた溶媒
の水は、メタノールなどの有機溶媒と比べて、表面張力
の大きな溶媒である。表面張力を数値で比較すると、
水:72.6dyn/cm(20℃)、メタノール:2
2.6dyn/cm(20℃)、エタノール:22.3
dyn/cm(20℃)、ジメチルホルムアミド:3
5.2dyn/cm(25℃)、N−メチルピロドリ
ン:41.0dyn/cm(25℃)と水は各種溶媒の
中でも表面張力が極めて大きなものである。このように
水系の電着液は表面張力が大きいので、エッチドアルミ
ニウム箔に対して濡れ性が悪かったり、アスペクト比の
大きい微細な孔の奥まで液体が浸透しにくい可能性があ
る。そのようなことが生じると、電着高分子誘電体薄膜
の膜厚が不均一になったり、ピンホールが生じ易くな
り、漏れ電流が大きくなると予想できる。
One of the causes of the large leakage current is considered as follows. The solvent water used in the electrodeposition solution of the present invention has a higher surface tension than an organic solvent such as methanol. Comparing the surface tension numerically,
Water: 72.6 dyn / cm (20 ° C.), methanol: 2
2.6 dyn / cm (20 ° C.), ethanol: 22.3
dyn / cm (20 ° C.), dimethylformamide: 3
5.2 dyn / cm (25 ° C.), N-methylpyrroline: 41.0 dyn / cm (25 ° C.), and water has an extremely large surface tension among various solvents. As described above, since the aqueous electrodeposition liquid has a large surface tension, there is a possibility that the wettability to the etched aluminum foil is poor or the liquid does not easily penetrate deep into a fine hole having a large aspect ratio. When such a phenomenon occurs, it can be expected that the thickness of the electrodeposited polymer dielectric thin film becomes non-uniform, pinholes are easily generated, and the leakage current increases.

【0010】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、漏れ電流および誘電正接が小さく、小型で大容量を
有する新しいタイプのフィルムコンデンサおよびその製
造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a new type of film capacitor having a small leakage current and a small dielectric loss tangent, a small size and a large capacity, and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のコンデンサは、粗面化あるいは多孔化した
導電体電極の表面上に電着によって形成した高分子誘電
体薄膜を有し、前記高分子誘電体薄膜表面上に対極とし
ての導電体層を有するものであり、前記高分子誘電体薄
膜が界面活性剤を添加した高分子溶液を用いて電着した
もであることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a capacitor having a polymer dielectric thin film formed by electrodeposition on the surface of a roughened or porous conductive electrode. A conductive layer as a counter electrode on the surface of the polymer dielectric thin film, wherein the polymer dielectric thin film is electrodeposited using a polymer solution to which a surfactant is added. And

【0012】また、粗面化した導電体電極はエッチドア
ルミニウム箔が好適である。また、高分子誘電体薄膜が
ポリカルボン酸系樹脂であることも特徴としている。
The roughened conductor electrode is preferably an etched aluminum foil. It is also characterized in that the polymer dielectric thin film is a polycarboxylic acid-based resin.

【0013】また、界面活性剤としては、フッ素系界面
活性剤が適している。上記の目的を達成するための本発
明のコンデンサの製造方法は、高分子溶液に界面活性剤
を添加する工程と、粗面化あるいは多孔化した導電体電
極表面上に高分子薄膜を電着する工程と、熱処理をして
前記誘電体薄膜を硬化反応させる工程と、前記誘電体薄
膜表面上に対極として導電体層を形成する工程とを有す
ることを特徴としている。
As the surfactant, a fluorine-based surfactant is suitable. In order to achieve the above object, a method for manufacturing a capacitor according to the present invention comprises a step of adding a surfactant to a polymer solution, and electrodepositing a polymer thin film on a roughened or porous conductor electrode surface. And a step of subjecting the dielectric thin film to a hardening reaction by performing a heat treatment, and a step of forming a conductor layer as a counter electrode on the surface of the dielectric thin film.

【0014】また、界面活性剤としては、フッ素系界面
活性剤が本発明のコンデンサの製造方法には適してい
る。
As the surfactant, a fluorine-based surfactant is suitable for the method for producing a capacitor of the present invention.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、粗面化あるいは多孔化した導電体電極の表面上に電
着によって形成した高分子誘電体薄膜を有し、前記高分
子誘電体薄膜表面上に対極としての導電体層を有するも
のであって、前記高分子誘電体薄膜が界面活性剤を添加
した高分子溶液を用いて電着したものであることから、
ピンホールが少なく、均一な膜厚を有し、導電体電極と
密着性が高くなる作用を有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention comprises a polymer dielectric thin film formed by electrodeposition on the surface of a roughened or porous conductor electrode, Since it has a conductor layer as a counter electrode on the surface of the dielectric thin film, since the polymer dielectric thin film is electrodeposited using a polymer solution to which a surfactant is added,
It has a small number of pinholes, has a uniform film thickness, and has the effect of increasing the adhesion to the conductor electrode.

【0016】また、本発明の請求項2に記載の発明は、
粗面化した導電体電極として表面積の大きなエッチドア
ルミニウム箔を用いることから、コンデンサの静電容量
の拡大に適するという作用を有している。
[0016] The invention described in claim 2 of the present invention provides:
Since an etched aluminum foil having a large surface area is used as the roughened conductor electrode, it has an action suitable for increasing the capacitance of the capacitor.

【0017】また、本発明の請求項3に記載の発明は、
高分子誘電体薄膜としてポリカルボン酸系樹脂を用いる
ことから、電着法により粗面化あるいは多孔化した導電
体のような複雑な表面形状を有する電極表面に追従した
薄膜を効率的に形成できる作用を有している。
[0017] The invention according to claim 3 of the present invention provides:
Since polycarboxylic acid resin is used as the polymer dielectric thin film, it is possible to efficiently form a thin film that follows an electrode surface with a complicated surface shape such as a conductor that has been roughened or porous by electrodeposition. Has an action.

【0018】また、本発明の請求項4に記載の発明は、
界面活性剤がフッ素系界面活性剤であることから、良質
な高分子誘電体膜を有するコンデンサとなる作用を有し
ている。
Further, the invention according to claim 4 of the present invention provides:
Since the surfactant is a fluorine-based surfactant, it has an effect of becoming a capacitor having a high-quality polymer dielectric film.

【0019】また、本発明の請求項5に記載の発明は、
高分子溶液に界面活性剤を添加する工程と、粗面化ある
いは多孔化した導電体電極表面上に高分子薄膜を電着す
る工程と、熱処理をして前記誘電体薄膜を硬化反応させ
る工程と、前記誘電体薄膜表面上に対極として導電体層
を形成する工程とを有することから、ピンホールの少な
い均一な膜厚を有する良質な誘電体を有するコンデンサ
を製造できる作用を有している。
The invention according to claim 5 of the present invention provides:
A step of adding a surfactant to the polymer solution, a step of electrodepositing a polymer thin film on the surface of the roughened or porous conductor electrode, and a step of performing a heat treatment to cure the dielectric thin film. And forming a conductive layer as a counter electrode on the surface of the dielectric thin film, so that a capacitor having a high quality dielectric having a uniform film thickness with few pinholes can be manufactured.

【0020】また、本発明の請求項6に記載の発明は、
界面活性剤がフッ素系界面活性剤であることから、大幅
に高分子溶液の表面張力を下げる作用を有している。
The invention according to claim 6 of the present invention provides:
Since the surfactant is a fluorine-based surfactant, it has an effect of significantly lowering the surface tension of the polymer solution.

【0021】(実施の形態1)以下に本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は本実施の形態で説明するコンデンサ
の断面の模式図、図2は本実施の形態で説明するコンデ
ンサの製造方法を示すフロー図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a cross section of a capacitor described in this embodiment, and FIG. 2 is a flowchart showing a method of manufacturing the capacitor described in this embodiment.

【0023】まず、目的とするコンデンサの構成を図1
を用いて詳細に説明する。図中の1はエッチングにより
生じた細孔の平均孔径が2μmで、粗面化により表面積
が約30倍に拡大されたエッチドアルミニウム箔電極で
ある。この電極1の表面形状に追従させて誘電体である
ポリカルボン酸系樹脂薄膜2が、界面活性剤を添加した
高分子溶液を用いた電着により形成してある。また、エ
ッチドアルミニウム箔電極1の対極には、導電性高分子
の第1のポリピロール層3と第2のポリピロール層4と
集電するために付着させた集電体層5で構成されてい
る。6は電極間を絶縁するために付着させたエポキシ樹
脂である。そして、この図で示した2つの電極にリード
線を設けて、エポキシ樹脂(図示せず)で外装すれば、
本実施の形態の目的のコンデンサの構成となる。
First, the structure of a target capacitor is shown in FIG.
This will be described in detail with reference to FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes an etched aluminum foil electrode having an average pore diameter of 2 μm generated by etching and having a surface area increased to about 30 times by roughening. A polycarboxylic acid-based resin thin film 2 as a dielectric is formed by electrodeposition using a polymer solution to which a surfactant is added so as to follow the surface shape of the electrode 1. The counter electrode of the etched aluminum foil electrode 1 is composed of a current collector layer 5 adhered to the first polypyrrole layer 3 and the second polypyrrole layer 4 of a conductive polymer so as to collect current. . Reference numeral 6 denotes an epoxy resin attached for insulating the electrodes. Then, lead wires are provided on the two electrodes shown in this figure, and they are packaged with epoxy resin (not shown).
This is the configuration of the capacitor of the present embodiment.

【0024】なお、ここでいうポリカルボン酸系樹脂と
は、高分子の主鎖や側鎖にカルボン酸基を少なくとも一
つ以上有するものを示している。例えば、ポリアクリル
酸、ポリメタクリル酸などのことである。もちろんこれ
らのものの共重合体や一部がエステル化したものも使用
可能であることはいうまでもない。好ましくは、メラミ
ンなどのアミノ樹脂系硬化剤が混合されて熱処理の際に
三次元架橋反応により絶縁性が向上するものが本目的に
は適している。そして、これらの中でも水溶性で作業性
にも優れ、なおかつアルミとの接着性および柔軟性にも
優れるポリアクリル酸樹脂が本目的には好適である。
The term "polycarboxylic acid resin" as used herein means a resin having at least one carboxylic acid group in the main chain or side chain of a polymer. For example, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and the like. Of course, it is needless to say that copolymers of these or partially esterified ones can also be used. Preferably, an amino resin-based curing agent such as melamine is mixed and the insulating property is improved by a three-dimensional crosslinking reaction at the time of heat treatment. Among these, a polyacrylic acid resin which is water-soluble and excellent in workability, and excellent in adhesiveness to aluminum and flexibility is suitable for this purpose.

【0025】つぎに、上記構成のコンデンサの製造方法
を図2を用いて以下に詳細に説明する。
Next, a method of manufacturing the above-structured capacitor will be described in detail with reference to FIG.

【0026】まず、ステップ1の電着用高分子溶液を合
成する工程を説明する。ポリカルボン酸を含む水溶液に
は、固形分が10重量%、イオン交換水86重量%、ブ
チルセロソルブ4重量%の割合で配合したエマルジョン
溶液を使用した。ここでいう固形分には、ポリアクリル
酸とポリメタクリル酸の共重合体(分子量約2万)(主
剤)とメラミン樹脂(硬化剤)が7対3の重量比で混合
されたものを用いた。また、前記固形分を液中に分散さ
せる際には、アニオン電着法でよく行われるように、固
形分中のカルボン酸基の50%をトリエチルアミンを適
量加えて中和し、分散性を高めた。
First, the step of synthesizing the polymer solution for electrodeposition in step 1 will be described. The aqueous solution containing the polycarboxylic acid used was an emulsion solution containing 10% by weight of solid content, 86% by weight of ion-exchanged water, and 4% by weight of butyl cellosolve. The solid content used here was a mixture of a copolymer of polyacrylic acid and polymethacrylic acid (molecular weight: about 20,000) (main ingredient) and a melamine resin (curing agent) in a weight ratio of 7: 3. . When dispersing the solids in the liquid, 50% of the carboxylic acid groups in the solids are neutralized by adding an appropriate amount of triethylamine to improve dispersibility, as is often done by the anion electrodeposition method. Was.

【0027】次に、ステップ2では、ステップ1で合成
した高分子溶液にフッ素系界面活性剤を100ppm添
加した。この際に用いた界面活性剤は、パーフルオロア
ルキルアルコキシレート(製品名FC−171 3M社
製)である。このように水系の高分子溶液に界面活性剤
を微量に添加するだけで、溶液の表面張力が68dyn
/cmから23dyn/cmまで低下した。そのため、
エッチドアルミニウム箔に対する電着液の濡れ性が著し
く向上した。
Next, in step 2, 100 ppm of a fluorinated surfactant was added to the polymer solution synthesized in step 1. The surfactant used at this time was a perfluoroalkyl alkoxylate (product name: FC-1713M). As described above, the surface tension of the solution is 68 dyn simply by adding a small amount of the surfactant to the aqueous polymer solution.
/ Cm to 23 dyn / cm. for that reason,
The wettability of the electrodeposition liquid to the etched aluminum foil was significantly improved.

【0028】なお、界面活性剤は上記のようなフッ素系
のものに限るものではなく、シリコン系、炭化水素系の
ものでも効果を発揮することはいうまでもない。また、
多数の界面活性剤を検討した結果、ステップ2で示した
ようなフッ素系界面活性剤が本発明の目的には最適であ
ることがわかった。ここでいうフッ素系界面活性剤と
は、パーフルオロアルキルスルホン酸のアンモニウム塩
類、パーフルオロアルキルスルホン酸のカリウム塩類、
パーフルオロアルキルスルホン酸のナトリウム塩類、パ
ーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール類、
フッ素化アルキルエステル類などのことである。
It should be noted that the surfactant is not limited to the fluorine-based one as described above, and it is needless to say that silicon-based and hydrocarbon-based surfactants also exert their effects. Also,
As a result of examining a large number of surfactants, it was found that a fluorine-based surfactant as shown in Step 2 was most suitable for the purpose of the present invention. As used herein, the fluorine-based surfactant includes ammonium salts of perfluoroalkylsulfonic acid, potassium salts of perfluoroalkylsulfonic acid,
Sodium salts of perfluoroalkylsulfonic acid, perfluoroalkylpolyoxyethylene ethanols,
It refers to fluorinated alkyl esters.

【0029】次に、ステップ3で誘電体であるポリカル
ボン酸系樹脂薄膜2を電着する工程を説明する。
Next, the step of electrodepositing the polycarboxylic acid-based resin thin film 2 as a dielectric in step 3 will be described.

【0030】まず、ステップ1で合成した電着液を直径
80mmの円筒型のステンレス容器(陰極)に入れる。
次に、リード線を溶接で付けたエッチドアルミニウム箔
電極1を誘電体形成部(面積:10mm×10mm)と
して、電着液に浸漬し陽極とした。
First, the electrodeposition solution synthesized in step 1 is put into a cylindrical stainless steel container (cathode) having a diameter of 80 mm.
Next, the etched aluminum foil electrode 1 to which a lead wire was attached by welding was used as a dielectric forming portion (area: 10 mm × 10 mm) and immersed in an electrodeposition solution to form an anode.

【0031】そして、両電極間に、印加電圧50V(一
定)で、10分間通電することにより、エッチドアルミ
ニウム箔電極1表面に誘電体であるポリカルボン酸系樹
脂薄膜2を形成させた。ステップ3では、界面活性剤添
加の影響で、従来の実験より孔奥までポリカルボン酸系
樹脂薄膜2が均一に形成できることがわかった。また、
電圧印加時の水の電気分解によって発生する気泡の大き
さも、界面活性剤を添加することによって小さくなっ
た。そのことによって、ポリカルボン酸系樹脂薄膜2中
のピンホールの発生を抑制することが可能となった。
Then, a current was applied between the two electrodes at an applied voltage of 50 V (constant) for 10 minutes to form a polycarboxylic acid-based resin thin film 2 as a dielectric on the surface of the etched aluminum foil electrode 1. In step 3, it was found that the polycarboxylic acid-based resin thin film 2 could be formed uniformly to the inner side of the hole due to the effect of the addition of the surfactant. Also,
The size of bubbles generated by the electrolysis of water at the time of applying a voltage was also reduced by adding a surfactant. This makes it possible to suppress the generation of pinholes in the polycarboxylic acid-based resin thin film 2.

【0032】なお、ステップ3で印加電圧の大きさ、電
着時間の長さ、電着回数などを変えることにより、ポリ
カルボン酸系樹脂薄膜2の膜厚を調節できることは言う
までもない。
It is needless to say that the thickness of the polycarboxylic acid-based resin thin film 2 can be adjusted by changing the magnitude of the applied voltage, the length of the electrodeposition time, the number of times of electrodeposition, and the like in Step 3.

【0033】次に、ステップ4で、ステップ3において
誘電体層を形成した試料を水洗した後、80℃で20分
間乾燥し、180℃で30分熱処理することにより、メ
ラミン樹脂とポリカルボン酸系樹脂とを硬化反応させ
た。この工程においても、界面活性剤を添加したことに
より、乾燥・熱処理時の膜の平滑化(レベリング)効果
が向上した。
Next, in step 4, the sample on which the dielectric layer was formed in step 3 was washed with water, dried at 80 ° C. for 20 minutes, and heat-treated at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a melamine resin and a polycarboxylic acid-based resin. A curing reaction was performed with the resin. Also in this step, the addition of the surfactant improved the leveling effect of the film during drying and heat treatment.

【0034】次に、ステップ5で、その素子を1.0m
ol/lのピロールのエタノール溶液と1.0mol/
lの過硫酸アンモニウム水溶液に交互に2分間ずつ浸漬
する操作を3回繰り返してポリピロールの化学酸化重合
膜である第1のポリピロール層3を形成させた。
Next, in step 5, the element is set to 1.0 m
ol / l of pyrrole in ethanol and 1.0 mol / l
The operation of alternately immersing in 1 l of an aqueous solution of ammonium persulfate for 2 minutes was repeated three times to form a first polypyrrole layer 3 which was a chemically oxidized and polymerized film of polypyrrole.

【0035】つづいて、ステップ6で、第1のポリピロ
ール層3が形成された素子を、円筒型のステンレス容器
内のピロール1部、40重量%ブチルナフタレンスルホ
ン酸ナトリウム水溶液1部、蒸留水40部を混合した溶
液に浸漬して陽極とし、円筒型のステンレス容器を陰極
として、両者の電極間に電流密度2.5mA/cm2
一定電流で30分間電解重合して第2のポリピロール層
4を形成した。
Subsequently, in step 6, the element having the first polypyrrole layer 3 formed thereon was replaced with 1 part of pyrrole, 1 part of a 40% by weight aqueous solution of sodium butylnaphthalenesulfonate and 40 parts of distilled water in a cylindrical stainless steel container. The mixture was then immersed in a mixed solution to form an anode, a cylindrical stainless steel container was used as a cathode, and electrolytic polymerization was performed between the two electrodes at a constant current of 2.5 mA / cm 2 for 30 minutes to form a second polypyrrole layer 4. Formed.

【0036】次に、ステップ7で、この素子をコロイダ
ルカーボンや銀塗料などの導電材料を塗布することによ
り集電体層5を形成する。これにより、集電体層5によ
り集電された第1のポリピロール層3、第2のポリピロ
ール層4からなる対極を形成させる。ここにリード線を
はんだで付けて対極を完成させた。
Next, in step 7, a current collector layer 5 is formed by applying a conductive material such as colloidal carbon or silver paint to the element. Thus, a counter electrode composed of the first polypyrrole layer 3 and the second polypyrrole layer 4 collected by the current collector layer 5 is formed. Here, a lead wire was soldered to complete the counter electrode.

【0037】さらに、ステップ8で、エポキシ樹脂(図
示せず)で外装することにより本実施の形態のコンデン
サを完成した。
Further, in step 8, the capacitor of the present embodiment was completed by packaging with an epoxy resin (not shown).

【0038】(性能検討1)上記のようにして得られた
実施の形態1のコンデンサおよび比較例のコンデンサの
誘電正接の分布を図3の(a)(b)にそれぞれ示す。
比較例のコンデンサは、実施の形態1のステップ2で界
面活性剤を高分子溶液に添加しなかったこと以外は、実
施の形態1と同様な方法で作製したものである。いずれ
の場合も合計15個ずつ製造して、誘電正接のバラツキ
を比較した。
(Performance Study 1) The distributions of the dielectric loss tangent of the capacitor of the first embodiment and the capacitor of the comparative example obtained as described above are shown in FIGS. 3A and 3B, respectively.
The capacitor of the comparative example was manufactured by the same method as that of the first embodiment except that the surfactant was not added to the polymer solution in step 2 of the first embodiment. In each case, a total of 15 pieces were manufactured, and variations in dielectric loss tangent were compared.

【0039】なお静電容量は、実施の形態1および比較
例とも顕著には差がなく、すべての試料において0.7
5〜0.80μF/cm2の範囲に分布していた。
The capacitance was not significantly different from that of the first embodiment and the comparative example.
The distribution was in the range of 5 to 0.80 μF / cm 2 .

【0040】図3(a)(b)から明らかなように、界
面活性剤を入れたものの方が入れなかったものよりもピ
ンホールのない良質な誘電体を形成することができたた
め、誘電正接の小さいコンデンサが多く製造でき、バラ
ツキも小さい。
As apparent from FIGS. 3 (a) and 3 (b), a high-quality dielectric having no pinholes was able to be formed in the case where the surfactant was added as compared with the case where no surfactant was added. A large number of capacitors with small size can be manufactured, and the variation is small.

【0041】表1に、実施の形態1および比較例のコン
デンサの電気特性の一例を示す。
Table 1 shows an example of the electrical characteristics of the capacitors of the first embodiment and the comparative example.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】この表1から明らかなように、本開発の実
施の形態1のように高分子溶液の電着液に界面活性剤を
添加したコンデンサの方が、添加しなかった比較例より
良質な誘電体膜を形成できたため、誘電正接および漏れ
電流が小さくなっている。
As is apparent from Table 1, the capacitor in which the surfactant was added to the electrodeposition solution of the polymer solution as in the first embodiment of the present development has higher quality than the comparative example in which the surfactant was not added. Since the dielectric film can be formed, the dielectric loss tangent and the leakage current are reduced.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように本発明によるコンデンサ
は、界面活性剤を添加した高分子溶液を用いて電着した
ことにより、ピンホールが少なく、均一な膜厚を有し、
なおかつ導電体電極と密着性が高い高分子誘電体薄膜を
有し、誘電正接、漏れ電流が小さくなる効果を発揮す
る。
As described above, the capacitor according to the present invention has a small number of pinholes and a uniform film thickness by electrodeposition using a polymer solution containing a surfactant.
In addition, it has a polymer dielectric thin film having high adhesion to the conductor electrode, and exhibits an effect of reducing dielectric loss tangent and leakage current.

【0045】また、粗面化した導電体電極として表面積
の大きなエッチドアルミニウム箔を用いることから、コ
ンデンサの静電容量の拡大を容易にできるという効果が
ある。
Since an etched aluminum foil having a large surface area is used as the roughened conductor electrode, the capacitance of the capacitor can be easily increased.

【0046】また、高分子誘電体薄膜としてポリカルボ
ン酸系樹脂を用いることから、電着法により粗面化ある
いは多孔化した導電体のような複雑な表面形状を有する
電極表面に追従した薄膜を効率的に形成でき、小型・大
容量でなおかつ耐熱性に優れたコンデンサを実現できる
効果を有している。
Further, since a polycarboxylic acid resin is used as the polymer dielectric thin film, a thin film that follows an electrode surface having a complicated surface shape, such as a conductor roughened or porous by an electrodeposition method, can be used. This has the effect that a capacitor that can be formed efficiently, has a small size, a large capacity, and is excellent in heat resistance can be realized.

【0047】また、界面活性剤にフッ素系界面活性剤を
用いると、大幅に高分子溶液の表面張力を下げることが
可能となり、誘電正接、漏れ電流の小さな小型・大容量
のフィルムコンデンサを実現できる。
When a fluorine-based surfactant is used as the surfactant, the surface tension of the polymer solution can be greatly reduced, and a small and large-capacity film capacitor having a small dielectric loss tangent and leakage current can be realized. .

【0048】また、本発明によるコンデンサの製造方法
は、高分子溶液に界面活性剤を添加する工程と、粗面化
あるいは多孔化した導電体電極表面上に高分子薄膜を電
着する工程と、熱処理をして前記誘電体薄膜を硬化反応
させる工程と、前記誘電体薄膜表面上に対極として導電
体層を形成する工程とを有し、ピンホールの少ない均一
な膜厚を有する良質な誘電体を形成できることから、誘
電正接、漏れ電流の小さなコンデンサを製造できる。
Further, the method for producing a capacitor according to the present invention comprises the steps of adding a surfactant to a polymer solution, and electrodepositing a polymer thin film on a roughened or porous conductive electrode surface. A step of subjecting the dielectric thin film to a hardening reaction by heat treatment; and a step of forming a conductive layer as a counter electrode on the surface of the dielectric thin film. Can be formed, so that a capacitor having a small dielectric loss tangent and a small leakage current can be manufactured.

【0049】また、界面活性剤にフッ素系界面活性剤を
用いると、大幅に高分子溶液の表面張力を下げることが
可能となり、誘電正接、漏れ電流の小さな小型・大容量
の有機フィルムコンデンサを製造できる。
When a fluorine-based surfactant is used as the surfactant, the surface tension of the polymer solution can be greatly reduced, and a small and large-capacity organic film capacitor having a small dielectric loss tangent and leakage current can be manufactured. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1におけるコンデンサの断
面の模式図
FIG. 1 is a schematic diagram of a cross section of a capacitor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1におけるコンデンサの製
造方法のフロー図
FIG. 2 is a flowchart of a method for manufacturing a capacitor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)本発明の形態1におけるコンデンサの誘
電正接の分布図 (b)比較例におけるコンデンサの誘電正接の分布図
3A is a distribution diagram of a dielectric tangent of a capacitor according to a first embodiment of the present invention; FIG. 3B is a distribution diagram of a dielectric tangent of a capacitor according to a comparative example;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エッチドアルミニウム箔電極 2 ポリカルボン酸系樹脂薄膜(誘電体層) 3 第1のポリピロール層 4 第2のポリピロール層 5 集電体層 6 エポキシ樹脂(絶縁用) REFERENCE SIGNS LIST 1 Etched aluminum foil electrode 2 Polycarboxylic acid resin thin film (dielectric layer) 3 First polypyrrole layer 4 Second polypyrrole layer 5 Current collector layer 6 Epoxy resin (for insulation)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粗面化あるいは多孔化した導電体電極の
表面上に電着によって形成した高分子誘電体薄膜を有
し、前記高分子誘電体薄膜表面上に対極としての導電体
層を有するものであって、前記高分子誘電体薄膜が界面
活性剤を添加した高分子溶液を用いて電着したものであ
ることを特徴とするコンデンサ。
1. A polymer dielectric thin film formed by electrodeposition on the surface of a roughened or porous conductive electrode, and a conductive layer as a counter electrode on the surface of the polymer dielectric thin film. Wherein the polymer dielectric thin film is electrodeposited using a polymer solution to which a surfactant is added.
【請求項2】 粗面化した導電体電極がエッチドアルミ
ニウム箔であることを特徴とする請求項1記載のコンデ
ンサ。
2. The capacitor according to claim 1, wherein the roughened conductor electrode is an etched aluminum foil.
【請求項3】 高分子誘電体薄膜がポリカルボン酸系樹
脂であることを特徴する請求項1記載のコンデンサ。
3. The capacitor according to claim 1, wherein the polymer dielectric thin film is a polycarboxylic acid resin.
【請求項4】 界面活性剤がフッ素系界面活性剤である
ことを特徴とする請求項1記載のコンデンサ。
4. The capacitor according to claim 1, wherein the surfactant is a fluorine-based surfactant.
【請求項5】 高分子溶液に界面活性剤を添加する工程
と、粗面化あるいは多孔化した導電体電極表面上に高分
子誘電体薄膜を電着する工程と、熱処理をして前記高分
子誘電体薄膜を硬化反応させる工程と、前記高分子誘電
体薄膜表面上に対極として導電体層を形成する工程とを
有することを特徴とするコンデンサの製造方法。
5. A step of adding a surfactant to a polymer solution; a step of electrodepositing a polymer dielectric thin film on a roughened or porous conductive electrode surface; A method of manufacturing a capacitor, comprising: a step of curing a dielectric thin film; and a step of forming a conductive layer as a counter electrode on the surface of the polymer dielectric thin film.
【請求項6】 界面活性剤がフッ素系界面活性剤である
ことを特徴とする請求項5記載のコンデンサの製造方
法。
6. The method according to claim 5, wherein the surfactant is a fluorine-based surfactant.
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